Инновации в электроэнергетическом секторе помогут существенно ускорить электрификацию

Сейчас в электроэнергетическом секторе разрабатываются инновации, которые позволяет снизить затраты, чтобы к середине нынешнего столетия электричество из возобновляемых источников получило преимущество над ископаемым топливом в балансе мирового энергоснабжения. Сотрудники Потсдамского института исследований воздействия на климат провели исследование, которое касается ускоренной электрификации на основе возобновляемых источников энергии. По его результатам они утверждают, что инновации в электроэнергетике помогут достичь климатических целей, установленных в Парижском соглашении по климату.

В исследовании указывается, что сейчас производство электроэнергии из возобновляемых источников (особенно это касается солнечных фотоэлектрических панелей) дешевеет быстрыми темпами. Только за последние десять лет стоимость солнечной электроэнергии снизилась на 80% и в будущем ожидается дальнейшее снижение затрат. Это обязательно должно отразиться на энергетических системах. Компьютерное моделирование, которое провели исследователи, показывает, что электричество к 2050 году может стать самым дешёвым видом энергии на планете. Благодаря этому, оно сможет обеспечить 3/4 всего спроса в энергетическом секторе.

Причины этого явления, по мнению исследователей, кроются в совершенствование технологических процессов в сфере производства ветровой и солнечной энергии, а также в конечном использовании электричества. Стоимость киловатт час ветровой и солнечной энергии постоянно снижается, а аккумуляторные технологии быстро улучшаются. В качестве примера можно привести аккумуляторы электромобилей или системы хранения энергии. Подобный прогресс идёт во всех  направлениях, где используется электричество. Например, тепловые насосы стали потреблять меньше электричества на единицу тепловой мощности. То же самое можно сказать и о промышленном потреблении электроэнергии. Технологии совершенствуются и становятся более энергоэффективными.

Как говорит соавтор исследования – Сильвия Мадедду (Silvia Madeddu), сейчас энергетические компании после проведения модернизации могут подключить к электричеству больше конечных потребителей и при этом снизить потребление энергии по сравнению с предыдущим уровнем.

В качестве примера снижения потребления ископаемого топлива Мадедду приводит в производство стали. Она говорит, что сейчас наблюдается повсеместная электрификация при плавке вторичный стали, что существенно снижает углеродоёмкость процесса. По данным учёных из Потсдамского института исследований, 2050 году можно будет электрифицировать больше половины всех процессов в промышленном секторе.

Вместе с тем, исследователи отмечают, что остаётся немало препятствий на пути к повсеместной электрификации. Речь идёт о декарбонизации судоходства, авиации, химической промышленности. Пока не удаётся заместить ископаемое топливо, которое используются в производстве химикатов.
 

Ограничение зависимости от отрицательных выбросов

Людерер говорит, что масштабы технического прогресса открывают большие возможности для инвесторов и правительств различных стран. Но не все предлагаемые сейчас технологии являются успешными. По её словам, в проведенном исследовании они ограничили использование технологий, направленных на удаление углерода из атмосферы. Она объясняет это тем, что данные технологии проблематичный для масштабирования. Кроме того, улавливание и хранение углерода не приводит к серьезному снижению затрат, какие показывает использование солнечной энергии.

Биомасса, по словам Людерер, конкурирует с производством продуктов питания в сфере землепользования. Им удалось обнаружить, что ускоренная электрификация и удовлетворения потребностей в энергии, поможет компенсировать нехватку положительного эффекта от биомассы и CCS. При этом не нужно будет занимать землю для выращивания энергетических культур.
 

Для ускорения электрификации требуются политические решения

По мнению Людерер, эпоха электричества наступит в любом случае. Но, чтобы ускорить этот процесс и достичь целей, установленных в Парижском соглашении, требуются серьёзные меры для регулирования ископаемого топлива во всех секторах экономики и регионах мира. В то же время, проведённое исследователями компьютерное моделирование, показывает, что даже при отсутствии климатической политики, доля электричества в экономике увеличится в два раза за предстоящее столетие.

Под необходимыми политическими решениями учёные подразумевают отказ от сбора за электроэнергию, установление тарифов на выбросы углерода, расширение сетевой инфраструктуры, реорганизацию рынков электроэнергии, вознаграждение за хранение энергии и т. п. Все эти меры в глобальном масштабе способны принести значительный эффект и ускорение электрификации планеты.

Отмечается также, что водород станет важным звеном в цепи от источников генерации энергии до конечного потребителя. Учёные считают, что с его помощью можно гибко преобразовывать возобновляемую электроэнергию в экологически чистое топливо для секторов, которые пока нельзя электрифицировать напрямую.

Результаты исследования опубликованы здесь.